物联网无线技术LoRa、Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、蓝牙5.0技术盘点

LoRa

LoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术，典型工作频率在美国是915MHz，在欧洲是868MHz，在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段，只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km，最长距离可达15km，具体取决于所处的位置和天线特性。

LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位，重要性不言而喻。值得注意的是，目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商，掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种，一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司；二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商，包括微芯 科技 （Microchip）等。

Wi-Fi

Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例，最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而，它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。

大多数Wi-Fi版本工作在24GHz免许可频段，传输距离长达100米，具体取决于应用环境。流行的80211n速度可达300Mb/s，而更新的、工作在5GHz ISM频段的80211ac，速度甚至可以超过13Gb/s。

一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是80211ah，在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段， 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围，但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。

80211ah 的调制技术是OFDM，它在1MHz信道中使用24个子载波，在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM，因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露，它将在2018年前完成 80211ah的测试和认证计划。

针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是80211af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s，不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee

ZigBee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee是物联网的理想选择之一。

虽然ZigBee一般工作在24GHz ISM频段，但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在24GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中，支持多达254个节点。与其它技术一样，安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。

ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事？举一个简单的例子就可以说明这个问题，当一队伞兵空降后，每人持有一个ZigBee网络模块终端，降落到地面后，只要他们彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且，由于人员的移动，彼此间的联络还会发生变化。因而，模块还可以通过重新寻找通信对象，确定彼此间的联络，对原有网络进行刷新。这就是自组织网。

NB-IoT

窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

蓝牙50

蓝牙是一种无线传输技术，理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线，但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑，在不借助电缆的情况下联网，并传输资料和讯息，目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 50 不仅可以向下相容旧版本产品，且能带来更高速、更远传输距离的优势。

新冠肺炎疫情的发生，给 社会 经济造成巨大冲击，同时也促使各产业加快转型。物联网、大数据等新一代信息技术被广泛应用于疫情防控和复工复产中，在线教育、远程医疗等“数字化手段”已影响到人们工作生活的方方面面。

“十四五”规划再次强调了数字化和 健康 中国建设的重要性。与此同时，随着《生物安全法》的出台，生物安全被正式纳入国家安全体系。国民 健康 、生物安全的重要性愈发凸显，催生了一大批致力于以 科技 创新解决民生困局的生物安全企业。作为全球领先的物联网生物安全解决方案提供商，海尔生物以物联网 科技 赋能 健康 生态圈构建，引领数字化转型驶入生物安全赛道。

加码新基建：

打造 健康 生态圈

日前，海尔生物正式发布全球首个物联网生物安全云生态。基于用户对生命 健康 的需求，运用物联网、大数据等技术，以网器为基础链接场景，通过生态共创的方式，海尔生物不断创新迭代物联网生物安全场景解决方案， 探索 构建生物安全大数据中心，不断加码国家生物安全新基建。

创新是引领发展的第一动力。从低温存储龙头到物联网生物安全解决方案服务商，海尔生物已走出了一条中国 科技 企业创新的引领之路。截至目前，海尔生物共计拥有288项专利，34项美国能源之星认证，牵头或参与起草9项国家、行业标准，1项世界卫生组织国际标准。上月底，在北京航空航天大学王浚院士等十余位行业专家鉴定下，海尔生物智慧疫苗网、智慧血液网等四项科研成果获得国际领先认证。

在不断攻克技术难题的同时，海尔生物立足物联网 科技 生态战略，拥抱新发展格局，通过生态共创的模式吸引全球优质资源不断耦合。进博会期间，海尔生物一天之内联合珀金埃尔默、赛诺菲巴斯德两家生物安全领域顶级资源，分别就诊断和生命科学领域、疫苗智慧管理与服务达成战略合作，实现了生态边界的进一步拓展。

编织民生网：

创新数字化应用

目前，基于生物安全技术与物联网技术的深度融合，海尔生物的场景服务已触达生物样本安全、血液安全、疫苗安全、药品及试剂安全以及实验室安全等生物安全的各个领域，通过输出可持续迭代的全场景物联网解决方案，编织成一张以数字化为基石的生物安全大网。

海尔生物智慧血液网就是物联网技术与生物安全 科技 结合的一个缩影。通过搭载RFID无线射频、智慧芯片等技术，智慧血液网让每一袋血液都有了自己的“身份z”，让从采血端到用血端的全流程血液信息可实时追溯，解决了用血时间长、用血安全无法保障、血液无法调配等问题。日前，海尔生物通过整合重庆三大伟业在全系列采浆产品上的优势资源，将场景服务从以前的医院、血站延伸到了采浆站，成为包括血站、医院、采浆站等在内的血液安全全场景综合解决方案提供商。目前，血液网已在北京、上海、天津、青岛、长沙等多个城市落地应用，保障血液的存储安全和科学规范使用。

在疫苗接种领域，海尔生物创新“海乐苗”智慧疫苗网，人、机、苗互联互通，确保“人不错、苗不错”，实现了精准取苗零差错、问题疫苗秒冻结、追溯接种全过程，破解了疫苗接种“最后一公里”难题。聚焦偏远地区接种困难的现状，海尔生物迭代推出全球首个移动接种平台。目前，“海乐苗”智慧疫苗网已累计覆盖全国近2000家接种网点，并与深圳、青岛联合共创城市智慧疫苗网，为全市百姓和儿童筑起安全接种屏障。

物联网时代，用户体验为先。海尔生物在 探索 物联网转型的道路上始终以用户需求为驱动，通过生态共创，进行 科技 创新和场景迭代。生态无界，进化不止。未来，海尔生物将不断释放生物安全生态活力，让生命 健康 数据流动，创造用户最佳体验。

物联网市场规模持续稳步增长 云平台成为竞争核心领域

物联网市场规模持续稳步增长

2017年以来，全球物联网市场规模持续稳步增长，跨界应用不断兴起。我国物联网数据规模及多样性持续扩大，行业生态体系逐步完善，细分领域创新成果不断涌现，产业技术和应用发展进入落地关键期。

据前瞻前瞻产业研究院发布的《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》统计数据显示，2013年全球物联网市场规模达398亿美元，同比增长21%，到了2017年全球物联网市场规模达到了798亿美元，同比增长14%。预计2018年全球物联网市场规模将突破1000亿美元，达到1036亿美元，同比增长30%。

物联网发展呈现新特点与趋势分析

1、全球物联网设备数量爆发式增长，物联网解决方案渐趋成熟。2017年以来，全球物联网设备规模、普及率和企业级应用项目的爆发式增长，物联网解决方案渐趋成熟。数据显示，2017年全球物联网设备数量强劲增长，达到84亿台，首次超过人口数量。全球物联网市场有望在十年内实现大规模普及，到2025年市场规模或将成长至39-111万亿美元。

2、中国物联网市场规模突破万亿，物联网云平台成为竞争核心领域

2017年，我国物联网市场逐步回归理性，进入实质性发展阶段，全年市场规模突破1万亿元，年复合增长率超过25%，其中物联网云平台成为竞争核心领域，预计2021年我国物联网平台支出将位居全球第一。具体来看，C端用户(个人用户)更加关注物联网设备带来的实际智能体验，B端用户(行业用户/企业用户)则更加关注物联网应用的投入产出比。

3、物联网细分领域热度出现分化，技术演进驱动应用产品向智能、便捷、低功耗方向发展

2017年以来，物联网在交通、物流、环保、医疗、安防、电力等领域逐渐得到规模化验证，“物联网+行业应用”的细分市场开始出现分化，智慧城市、工业物联网、车联网、智能家居成为四大主流细分市场。芯片、智能识别、传感器、区块链、边缘计算等物联网相关新技术的迭代演进，加快驱动物联网应用产品向智能、便捷、低功耗以及小型化方向发展。

4、中国物联网重点上市企业营收达48338亿元，同比增长207%，创近五年新高

2017年，我国沪深板块52家及港股板块11家重点物联网上市企业营业收入及增长率均创近五年新高，概念股交易趋于活跃，亏损面收窄，企业净利润总额波动增长，总体盈利情况出现好转。

5、无锡持续深化国家传感网创新示范区建设，累计建成、获得20多个物联网相关国家级品牌

2017-2018年，无锡持续强化应用试点示范，健全完善技术创新体系，物联网产业发展路线图进一步细化，与实体经济融合发展进程逐步加快，“一核两翼多元”产业格局凸显。截至2017年底，无锡物联网营业收入2437亿元，拥有物联网企业超过2000家，发明专利申请量2500多件，承接的物联网工程遍及全球60多个国家700多座城市，其中国家级重大应用示范工程21个，牵头制定国际标准“物联网参考架构”，正式掌握顶层架构标准主导权，已累计建成、获得20多个物联网相关国家级品牌，全球影响力稳步提升。

中国物联网行业生态体系日趋完善，但仍存在一些发展瓶颈。市场与产业协同不足，行业标准政出多门，高端产品研发能力有待提高，网络基础设施亟待全面升级，数据隐私和安全问题仍然突出等。

中国物联网产业应加大研发投入力度，提升原始创新能力;夯实物联网应用基础，推动企业转型升级;促进产业协同，加快开发消费端规模化应用产品;积极参与国际标准制定，加强标准互 *** 作研究;明晰安全防护思路，各有侧重分类实施。

徐蔚。二维码扫一扫的专利发明人是徐蔚先生，2011年申请“二维码扫一扫专利”并入选国务院发展研究中心下属《新兴领军者》物联网代表企业；2013年发表“数字人理论”与码链专利技术，是国务院发展研究中心《华人智造者 ： 50位站上世界舞台的华人创新创意领袖》获得者之一。维码在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理，与条形码相比，有更大的信息量和抗污损性能。

1、三星电子有限公司

三星电子有限公司（Samsung Electronics Co Ltd）及子公司共有76638项专利，使其成为全球最大的专利持有人。三星在电子硬件，人工智能，安全性，软件和配件等领域拥有广泛的业务。
2、IBM

在过去27年中，IBM每年都拥有最多的美国专利。IBM在2019年向美国专利商标局申请了9262项专利，共拥有37304项专利。
3、佳能公司

佳能公司（Canon Inc）成立于1937年，是数码相机，打印机，投影仪，计算器和扫描仪的领先制造商。佳能将年度支出的8％左右用于研发。佳能公司在2019年申请了3548项专利，在2018年申请了3056项专利。
4、通用电气公司

通用电气公司（General Electric Co）由托马斯·阿尔瓦·爱迪生创立。现在，通用电气仍是全球最大的专利持有人之一，拥有30010项专利。它在2018年研发上花费了49亿美元。通用电气公司研发重点主要在飞机发动机，电动机，能源，医疗设备和工业产品。
5、微软公司

微软公司（Microsoft Corp）是全球著名的软件巨头，总部位于美国雷德蒙德，在2019年申请了3081项专利，共有29824项专利。微软公司每年投入数十亿美元用于研发，以开发创新的产品和服务。
6、罗伯特·博世有限公司

根据IFI Claims数据，罗伯特·博世有限公司（Robert Bosch GmbH）是德国最大的专利持有人，拥有28285项专利。罗伯特·博世有限公司专利主要在 汽车 部件，安全系统，家用电器，物联网和云计算领域。
7、松下电器

松下电器（Panasonic Corp）是一家日本电子巨头，数十年来一直处于创新的前沿。松下电器拥有27298项专利，主要在计算机硬件和软件，数码相机，LCD投影仪，电视，半导体，家用电器和电池技术领域。
8、西门子股份公司

西门子股份公司（Siemens AG）是一家德国工业集团，在2019年研发上投入高达63亿美元。西门子拥有25320项专利，在全球拥有43000多名研发人员。公司一直在数字技术，医疗保健，能源和工业产品方面提供创新。
9、英特尔公司

2019年，英特尔公司（Intel Corp）就申请了3020项专利，一直是全球最大的专利持有人，共有24628项专利。英特尔在过去几年的研发工作一直在物联网，人工智能和机器学习领域。
10、LG电子公司

LG电子公司（LG Electronics Inc）是一家韩国电子巨头，也是全球最大的液晶电视，冰箱，洗衣机和其他家用电器制造商之一。根据IFI Claims数据，LG电子及其子公司拥有23043项专利。

2010年10月18日《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》

在这一决定中，物联网作为新一代信息技术里面的重要一项被列为其中，成为国家首批加快培育的七个战略性新兴产业。这标志着物联网被列入国家发展战略，对中国物联网的发展具有里程碑的重要意义。

2011年3月16日《国家"十二五"规划纲要》

《刚要》提出要推动重点领域跨越发展，大力发展节能环保、新一代信息技术、新能源、新材料等战略性新兴产业。物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，已被国务院作为战略性新兴产业上升为国家发展战略。

2011年4月6日《物联网发展专项资金管理暂行办法》(财政部)

根据办法，专项资金是由中央财政预算安排，用于支持物联网研发、应用和服务等方面的专项资金。专项资金的使用应当突出支持企业自主创新，体现以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新战略，鼓励和支持企业以产业联盟组织形式开展物联网研发及应用活动。专项资金由财政部、工业和信息化部各司其职，各负其责，共同管理。

2011年5月9日《工业和信息化部2011年标准化重点工作》(工信部)

文件提出将围绕"十二五"规划纲要和产业发展重点，加强标准战略研究，加快物联网、新能源汽车等重要领域标准制定和修订，为保持工业通信业平稳较快发展做好支撑。对于一些产业急需标准，今年将进一步加大标准制定力度。今年将围绕技术改造、自主创新、节能减排、淘汰落后、质量品牌、两化深度融合、培育发展战略性新兴产业等重点工作，组织制定标准3000项，发挥标准的引导和规范作用，满足产业发展的需求。

2012年2月14日：《"十二五"物联网发展规划》(工信部)

规划提出，到2015年，中国要在物联网核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显著成效，初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网发展格局。

2012年8月17日：《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要(2012―2020年)》(工信部)

根据此《纲要》，中国将加大对示范区内物联网产业的财政支持力度，加强税收政策扶持;同时，推进物联网企业通过资本市场直接融资。到2015年，无锡示范区拥有一批具有自主知识产权的物联网核心技术，形成具有国际竞争力的产业集群，基本形成结构合理的物联网产业体系，实现一批重点领域的典型示范与推广应用，构建一支高素质人才队伍，促进物联网标准化工作。到2020年，无锡示范区的创新能力、产业规模、从业人员数量和影响力大幅提升，实现一大批自主创新成果产业化，成为具有一流创新能力的技术创新核心区;集聚和培育一批国内领先的物联网企业，成为具有国际竞争力的产业发展集聚区;建成一批具有重大推广价值的典型应用示范工程，成为具有较强影响力的应用示范先导区。

2013年2月5日：《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》(国务院办公厅)

《意见》提出，到2015年，我国要实现物联网在经济社会重要领域的规模示范应用，突破一批核心技术，培育一批创新型中小企业，打造较完善的物联网产业链，初步形成满足物联网规模应用和产业化需求的标准体系，并建立健全物联网安全测评、风险评估、安全防范、应急处置等机制。意见指出，将建立健全有利于物联网应用推广、创新激励、有序竞争的政策体系，抓紧推动制定完善信息安全与隐私保护等方面的法律法规。建立鼓励多元资本公平进入的市场准入机制。加快物联网相关标准、检测、认证等公共服务平台建设，完善支撑服务体系。加强知识产权保护，加快推进物联网相关专利布局，从而推动物联网健康有序的发展。

2013年3月4日：《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012-2030年)》(国务院办公厅)

《国家重大科技基础设施建设中长期规划》指出三网融合、云计算和物联网发展对现有互联网提出了巨大挑战，基于TCP/IP协议的互联网依靠增加带宽和渐进式改进已经无法满足未来发展的需求。建设未来网络试验设施，主要包括：原创性网络设备系统，资源监控管理系统，涵盖云计算服务、物联网应用、空间信息网络仿真、网络信息安全、高性能集成电路验证以及量子通信网络等开放式网络试验系统。该设施建成后，网络覆盖规模超过10个城市。

2013年9月17日：《物联网发展专项行动计划(2013-2015)》(国家发展改革委、工业和信息化部、科技部、教育部、国家标准委)

计划包含了顶层设计、标准制定、技术研发、应用推广、产业支撑、商业模式、安全保障、政府扶持、法律法规、人才培养10个专项行动计划。各个专项计划从各自角度，对2015年物联网行业将要达到的总体目标作出了规定。

2013年10月31日：发改委近日下发通知，要求各地组织开展2014-2016年国家物联网重大应用示范工程区域试点。

通知指出，支持各地结合经济社会发展实际需求，在工业、农业、节能环保、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理、安全生产等领域，组织实施一批示范效果突出、产业带动性强、区域特色明显、推广潜力大的物联网重大应用示范工程区域试点项目，推动物联网产业有序健康发展。

2014年6月中旬:《工业和信息化部2014年物联网工作要点》(工信部)

通知指出，2014年，物联网工作重点为：1、加强顶层设计和统筹协调：加强物联网工作统筹协调，加强对地方和行业物联网发展的指导。2、突破核心关键技术：推进传感器及芯片技术、传输、信息处理技术研发，推进传感器及芯片技术、传输、信息处理技术研发，开展物联网技术典型应用与验证示范，构建科学合理的标准体系。3、开展重点领域应用示范：构建科学合理的标准体系，开展农业、商贸流通、节能环保、安全生产等重域和交通、能源、水利等重要基础设施领域应用示范，推进公共安全、医疗卫生、城市管理、民生服务领域应用示范，依托无锡国家传感网创新示范区开展应用示范，推动电信运营等企业开展物联网应用服务。4、促进产业协调发展：培育和挟持物联网骨干企业，引导和促进中小企业发展，引导和促进中小企业发展，培育物联网产业聚集区，建设和完善公共服务平台，组织商业模式研究创新和推广。5、推进安全保障体系建设：建立健全物联网安全保障体系，建立健全物联网安全保障体系。6、营造良好发展环境：加强各部门工作衔接，加强各部门工作衔接，完善产业发展政策，加大财税和金融支持力度，加快完善法律法规，加强专业人才培养。

2014年7月:《关于印发10个物联网发展专项行动计划的通知》(发改高技〔2013〕1718号)要求

国家发展改革委、工业和信息化部、科技部、教育部、国家标准委联合物联网发展部际联席会议相关成员单位制定了10个物联网发展专项行动计划,请根据各行动计划的指导思想、总体目标、重点任务、分工与进度、保障措施等，尽快细化本地区的具体措施，加强沟通协调，务实推进相关工作。

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